Automation of the sub-ballast protective layer thickness calculation
Keywords:
sub-ballast protective layer, strength of the underlying layer, automation of calculation of the thickness of the protective layer, railway line of the third categoryAbstract
The article considers the problem of ensuring the stability of the sub-regional zone of the railway track, provides an overview of regulatory documents and scientific papers on the research topic, shows the importance of the topic for the construction and operation of the railway track in Russia and abroad. The technique of determining the thickness of the sub-ballast protective layer is analized conditional of limiting the amount of frost heaving of its base and ensuring the necessary strength of the underlying layer, set out in SR 32-104-98. The RASCHET_PZS.xlsx program has been developed, with the help of which a test calculation of the thickness of the sub-ballast protective layer for the embankment of the projected railway line of third category, constructed from clay soils, was carried out. The approximation of the dependence graph of the drainage layer thickness Hdr = f(f) for the weather stations of the city of Krasnoyarsk at Ω = 1830 °C·day and the city of Irkutsk at Ω = 2364° C day was performed as well as the approximation of the graph σ = f(h) – the total curve of normal stresses for 4-axle wagons with a prospective load on the axis of 294 kN/axis (30 ts/axis). Blocks of semi-automatic and automatic search for coordinates hz(str), m were worked out. In the RASCHET_PZS.xlsx program the thickness of the protective layer is determined for Irkutsk hz(frost heave) = 1,65 m and for Krasnoyarsk h_z(frost heave) = 0,91 m. It is concluded that work on the program should be continued and a calculation base should be created for various weather stations in the Siberian region. To study a variety of options for the projected line at the preliminary pre-design stage, taking into account the need for drainage soil, it is necessary to use automation of calculations of the ballast protective layer thickness. At the same time, the indicator of the volume of required drainage soil for the route options, taking into account their distance from the explored quarries, can become one of the important criteria for multi-criteria optimization of a variety of alternatives.
References
Ковенькин Д.А., Подвербный В.А. Этапы жизненного цикла верхнего строения железнодорожного пути // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2015. № 3. С. 151−156.
Подвербный В.А.. Казарина В.В., Подвербная О.В. Проектирование скоростного пассажирского рельсового транспорта иркутской агломерации // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2016. № 4. С. 308−326.
Проектирование трассы железной дороги на участке ВСЖД Гончарово – Слюдянка в программном комплексе INVEST / Е.О. Попова, О.Ю. Попов, В.А. Бучкин и др. // Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог : тр. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск, 2009. Т. 1. С. 41−46.
СП 119.13330.2017 Железные дороги колеи 1520 мм (с изменением № 1 от 24.12.2019) : утв. приказом Минстроя РФ № 1648/пр от 12.12.2017 г. Введ. : 2018–06–13. М. : Минстрой России, 2017. 41 с.
СП 32-104-98 Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм : Одобрен Письмом Минземстроя РФ № 13-498 от 8.09.1998 г. Введ. : 1999–01–01. М. : Госстрой России, 1999. 160 с.
Об утверждении инструкции по устройству подбалластных защитных слоев при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути : распоряжение ОАО «РЖД» № 2544р от 12.12.2012. М. : ОАО «РЖД», 2012. 47 с.
Об утверждении и введении в действие технических условий на щебеночно-гравийно-песчаную смесь : распоряжение ОАО «РЖД» от 20.12.2012 г. № 2640р. М. : ОАО «РЖД», 2012. 15 с.
Временные технические условия на нормативы и методы определения модуля деформации подбалластного основания при реконструкции пути : утв. Департаментом пути и сооружений ОАО «РЖД» 30.11.2009. Доступ из справ.-прав. системы «АСПИЖТ» в локальной сети.
Методические рекомендации по проектированию земляного полотна железных дорог на пучинистых грунтах в суровых климатических условиях. М. : ЦНИИС, 1986. 49 с.
Ведомственные строительные нормы ВСН 61-89 Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты. М. : ЦНИИС, 1990. 189 с.
ЦПИ 24 Технические указания по устранению пучин и просадок железнодорожного пути. М. : Транспорт, 1998. 74 с.
Ашпиз Е.С., А.В. Замуховский. Обоснование нормативов деформативности подрельсового и подшпального оснований // Мир транспорта. 2012. № 5. С. 112–119.
Котова И.А., Чижов А.В., Юдин О.Г. Технико-экономическое сравнение технологических вариантов устройства подбалластных защитных слоев с использованием объемной георешетки // Вестн. Сибир. гос. ун-та путей сообщ. 2017. № 1 (40). С. 36−45.
Казарина В.В., Подвербный В.А. Принятие решения по выбору варианта трассы железнодорожной линии // Мир транспорта. 2019. Т. 17. № 3 (82). С. 140−151.
Временные технические условия для опытного применения объемных георешеток Неовеб при устройстве защитного подбалластного слоя. М. :ОАО «РЖД», 2009. 11 с.
Инновации и долговечность объектов транспортной инфраструктуры (материалы, конструкции, технологии) : материалы науч.-практ. конф. / под ред. М. П. Клековкиной и др. СПб., 2019. 149 с.
Косенко С.А., Котова И.А., Акимов С.С. Технико-экономическое обоснование устройства защитных подбалластных слоев из грунтобетона при тяжеловесном движении поездов // Вестн. Томск. гос. архитектур.-строит. ун-та. 2021. Т. 23. № 1. С. 161–174.
Акимов С.С., Косенко С.А. Ресайклинг как альтернативный способ повышения прочности подбалластного основания железнодорожного пути // Наука, образование, кадры : материалы нац. конф. в рамках IX Междунар. Сиб. трансп. форума. Новосибирск, 2019. С. 204–212.
Полевиченко, А.Г., Жданова С.М. Противодеформационные конструкции для стабилизации земляного полотна. Хабаровск : ДВГУПС, 2005. 82 с.
Анализ способов повышения несущей способности грунтов основной площадки земляного полотна / Л.С. Блажко, С.Н. Чуян, В.Б. Захаров и др. // Известия ПГУПС. 2016. № 3. С. 328−336.
Путевая машина AHM 800R // auto-instructors.ru : сайт. URL: https://auto-instructors.ru/articles/putevaya-mashina-ahm-800r (Дата обращения: 16.05.2022).
Машины для укладки ПЗС // Группа ПТК АО «Тулажелдормаш» : сайт. URL: https://www.tulazdm.ru/mr-100 (Дата обращения 16.05.2022).
ООО «ИнфраТех» - передовые решения при строительстве и ремонте // Евразия Вести : сайт. URL: http://eav.ru/publ1.php?publid=2010-08a19 (Дата обращения: 16.05.2022).
Применение комплекса по формированию защитного подбалластного слоя (ЩОМ-2000, МР-100) при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути на сети железных дорог Российской Федерации : технология ОАО «РЖД» от 06.07.2016 № 447. М. : ОАО «РЖД», 2016. 48 с.
Дудкин Е.П., Петряев А.В. Влияние подбалластных матов на величину упругих деформаций пути // Путь и путевое хозяйство. 2022. № 7. С. 16−18.
Петряев А.В., Парамонов В.Н. Расчетный анализ поведения подшпального основания при его стабилизации геосинтетическими материалами // Транспорт Урала. 2022. № 1 (72). С. 62−67.
Третьяков В.В. Влияние характеристик подбалластного основания на интенсивность накопления расстройств пути в вертикальной плоскости : дис. ... канд. техн. наук. М., 2008. 163 с.
Акашов А.Н. Конструктивно-технологические и организационные решения по повышению стабильности геометрии рельсовой колеи на участках обращения поездов повышенного веса и длины : дис. ... канд. техн. наук. Москва, 2010. 134 с.
Морозова А.А. Несущая способность подшпального основания железнодорожного пути на участках обращения поездов с осевыми нагрузками до 300 кН : дис. ... канд. техн. наук. СПб., 2014. 184 с.
Experimental study on the compaction characteristics and evaluation method of coarse-grained materials for subgrade / S. Li, Y. Ye; L. Tang et al. // Materials 2021. 14 (22). 6972. DOI 10.3390/ma14226972.
Le T.H.M., Lee S.-H., Park D.-W. Evaluation on full-scale testbed performance of cement asphalt mortar for ballasted track stabilization // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 254. P. 119249.
Saygili A., Dayan M. Freeze-thaw behavior of lime stabilized clay reinforced with silica fume and synthetic fibers // Cold Regions Science and Technology. 2019. Vol. 161. Pp. 107–114.
Comparison and evaluation of railway subgrade quality detection methods / R. Nie, W. Leng, Q. Yang et al. // Journal of Rail and Rapid Transit. 2016. Vol. 232. №. 2. Pp. 356–368.
Vibration response characteristics and application of existing railway subgrade / Zh. Junyun, H. Zhuoling, Ch. Siyuan et al. // Hindawi // Shock and vibration. 2021. Vol. 5/28. 10 p. DOI 10.1155/2021/9926980.
Experimental study on the dynamic features of cement-stabilized expansive soil as subgrade filling of heavy haul railway / Y. Shang, L. Xu, Y. Zhao et al. // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2017. Vol. 10. № 6. P. 136.
СП 131.13330.2020 Строительная климатология : утв. приказом Минстроя РФ № 859/пр от 24.12.2020. Введ. : 2021–06–25. М. : Минстрой России, 2020. 146 с.
Многокритериальная оптимизация множества вариантов железной дороги методом идеальной точки / А.В. Гавриленков, Ю.А. Быков, В.А. Подвербный и др. // Транспортное строительство. 1992. № 6. С. 10–11.
Подвербный В.А., Ковенькин Д.А., Филатов Е.В. Проектные решения по ликвидации больного места земляного полотна в проекте модернизации железнодорожного пути // Наука и образование транспорту. 2016. № 2. С. 181−185.
Симонова О.А., Гнездилова О.А. Оценка надежности календарного графика строительства моста // Молодая наука Сибири. 2021. № 1 (11). С. 272−276.
